JPH07180685A - 2気筒回転式密閉型圧縮機 - Google Patents
2気筒回転式密閉型圧縮機Info
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- JPH07180685A JPH07180685A JP5328512A JP32851293A JPH07180685A JP H07180685 A JPH07180685 A JP H07180685A JP 5328512 A JP5328512 A JP 5328512A JP 32851293 A JP32851293 A JP 32851293A JP H07180685 A JPH07180685 A JP H07180685A
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- F04C2210/26—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
にHFC冷媒を使用した圧縮機)下記構成により、油溜
め部の油を吸入孔に強制的に圧力差で給油し各圧縮要素
に分配することで摺動部位の部材部に適切な油膜を形成
させ耐摩耗性を向上させたものである。 【構成】 本発明は、吸入孔の分岐手前において密閉容
器内の底部の油溜め部に向かって延びる油戻し管をホル
ダーを介して保持し油溜め部の油を吸入孔に戻すように
した圧縮機の油戻し機構。
Description
気調和装置において、冷媒ガスの圧縮を行う密閉型回転
圧縮機に関するものである。
ある。図6は縦断面図、図7は横断面図である。
密閉容器1内にステータ2−aとロータ2−bとで構成
される電動機2が設置されている。電動機2の下部には
圧縮機構3が配設され、上記電動機2によって圧縮機構
3が駆動される。これによって、図示しないアキューム
レータを介して吸入管4から給油し吸入孔5から導入さ
れた冷媒が圧縮され吐出孔6より密閉容器1内に一旦吐
出させた後密閉容器1の上部に設けられた吐出管7から
冷凍サイクル側に冷媒が供給される。
る。図6は拡大図である。電動機2により駆動されるシ
ャフト8が主軸受9に軸支されてシリンダ10内を貫通
し、さらにその下端部は副軸受11に軸支されている。
シャフト8のシリンダ10の内部は、クランク部12
(偏心部)となっておりこのクランク部とシリンダ10
との間にローラ13が嵌合され、シャフト8の回転によ
りローラ13が遊星運動する。
が設けられスプリング15の付勢力によりベーン14の
一端側はローラ13の外周に接触しシリンダ10内を吸
入室16と吐出室17に分割している。上記ローラ13
の遊星運動に応じてベーン14は往復運動する。
13の遊星運動に応じて吸入孔5から吸込まれ、圧縮さ
れ吐出切欠19から吐出されるがこの摺動部の動作を円
滑にするために密閉容器1内には冷凍機油20が収容さ
れている。この冷凍機油20はシャフト8の回転により
シャフト8下端に設けられているポンプ21によって吸
い上げられ、各摺動部を潤滑するようになっている。
に摩耗が問題とされるのはベーン14である。
運動するがこの際分割されたシリンダ10内の二室の圧
力差によりシリンダ10の貫通孔22内面にこすりつけ
られベーン14、シリンダ貫通孔22の摩耗が問題とな
る。また、ベーン14はスプリング15とベーン背面の
圧力によりその端部がローラ13に押し付けられている
ためベーン先端とローラ13の外周部も摺動する。この
摺動部は他の摺動部(シャフト軸受部など)と異なりオ
イルポンプ21から直接給油されない。この部分への油
の供給は従来吸入冷媒に含まれるオイル及びローラ端部
よりしみだすオイルにより潤滑されており、その供給量
が多くは望めず、しかも冷媒の圧縮によりこの摺動部の
温度が高温となり最も苛酷な摺動となりしばしば摩耗を
起こしていた。この様な問題を解決するため、特開昭5
7−173589号公報では図8に示すようなオイルイ
ンジェクタ機構51が提案されている。オイルインジェ
クタ機構51は前記吸入孔18に連通するようにシリン
ダ10下部に装着され一端を冷凍機油20中に浸漬した
キャピラリーチューブで形成される給油管52と圧力差
により開閉されるバルブとコイルスプリング54とによ
り構成される。
は通常運転時の密閉容器1の圧力よりも大きくすると共
に異常高圧運転時の密閉容器1の内の圧力よりも小さく
設定することにより、負荷の大きい異常高圧運転時では
シリンダ10内のローラ13やベーン14が摩耗しやす
いため密閉容器1内底部に貯留された冷凍機油20を圧
力差により吸入孔18内に流入させ冷媒ガスと一緒にシ
リンダ10内に入りシリンダ内のローラ13やベーン1
4の表面に供給し摩耗を防止する。
吸入経路に浸入して効率を下げることというものであ
る。
圧縮機の冷媒としては従来ジクロロジフロロメタン(以
下フロン12(CFC12)と称する)やハイドロクロ
ロジフロロメタン(以下フロン22(HCFC22)と
称する)が主に用いられておりまた、圧縮機構5に封入
される冷凍機油20としては、CFC12やHCFC2
2に対して溶解性を示すナフテン系やパラフィン系鉱油
が用いられている。
接循環するため、圧縮機構5においてはこれらの雰囲気
下において耐摩耗性を有することが必要である。
ロンの放出がオゾン層の破壊につながり、人体や生態系
に深刻な影響を与えることがはっきりしてきたためフロ
ン12フロン22などは段階的に使用が削減され将来は
全廃することが決定している。
て1、1、1、2−テトラフルオロエタン(以下フロン
134a(HFC134a)と称す)、1、1−ジフル
オロエタン(以下フロン152a(HFC152a)と
称す)、ハイドロジフロロメタン(以下フロン32(H
FC32)と称す)や、またはこれらの混合冷媒等が開
発されている。
52a、フロン32の冷媒は、オゾン破壊係数が低い反
面、フロン12やフロン22の使用において用いられて
いた冷凍機油である鉱油には殆ど溶解しない。このた
め、フロン134a、フロン152a、フロン32、ま
たはそれらの混合冷媒等を冷媒圧縮機の冷媒として使用
する場合は、冷凍機油としてこれらの冷媒と相溶性を有
するエーテル系油、エステル系油、フッ素系油等の使用
が試みられている。
たはフロン22に代わってHFC134a、HFC15
2a、またはHFC32を用い冷凍機油としてこれらの
冷媒と相溶性を有するたとえばポリアルキレングリコー
ル系油やポリエステル系油を用いた冷媒圧縮機の場合、
上述した圧縮機構5の摺動部材として使用されているF
C25、特殊鋳鉄、焼結合金、ステンレス鋼などの耐摩
耗性が低下し、長期間安定して冷媒圧縮機を運転するこ
とが出来ないという問題が生じている。
は、フロン22を用いた場合、そのフロン中の塩素(C
l)原子が、金属基材のFe原子と反応して耐摩耗性の
良い塩化鉄膜を形成するのに対し、フロン134a、フ
ロン152aまたは、フロン32を用いた場合は、これ
らの化合物中にCl原子が存在しないために塩化鉄膜の
ような潤滑膜が形成されず、潤滑作用が低下することに
原因の一つがある。
合物が含まれており油膜形成能力が比較的高かったのに
対しフロン134a、フロン152a、フロン32と相
溶性を有する冷凍機油は鎖状化合物が主体であり、厳し
い摺動条件下では適切な油膜厚さを保つことができない
ことも耐摩耗性の低下を促進させる要因となっている。
ロン22(HCFC22)に替わる新たな冷媒であるフ
ロン134a(HFC134a)、フロン152a(H
FC152a)、またはフロン32(HFC32)を用
い、これらの冷媒と相溶性を有する冷凍機油を使用した
冷媒圧縮機においては負荷の高い時だけでなく、通常負
荷においても厳しい摺動条件となり、特にベーン14、
ローラ13間の摩耗が大きな課題となってきた。
開昭57−173589号公報に於けるスプリングを弱
くしたり、無くして通常負荷においてもオイルインジェ
クションを行なうようにした場合は吸入孔に高温のオイ
ルが注入され吸入冷媒を過熱し、圧縮機の効率を下げる
という問題が想定される。
転数を可変させても、広範囲な運転をさせるため、圧縮
要素を2個もつ2気筒回転式圧縮機が多く用いられてい
る。この2気筒圧縮機の場合は各気筒へ供給するオイル
をうまく調整しないと十分な耐摩耗性、十分な効率が得
られないという課題が想定される。
されたもので特にHFC系の冷媒を用いた通常負荷にお
いても摺動条件の厳しいベーン、ローラ間の油膜を効率
を下げることなく形成し、耐摩耗性を向上させ、長寿命
化を図った冷媒圧縮機を提供することを目的とする。
電動機を有する駆動要素によって駆動される圧縮機要素
を複数個軸方向にローリングピストン形2気筒回転圧縮
機において前記密閉容器内の底部の油溜部と吸入孔とを
分岐手前において給油経路により連絡したもの、及び仕
切り板吸入連通孔において連絡したもので、さらに前記
給油経路の吸入孔に近接して、絞り部を設けたもので、
その絞り部の構成として細孔を設けたホルダーとしたも
のであり特にHFCを冷媒とし、前記冷媒と相溶性を有
する冷凍機油を使用した圧縮機に適用するものである。
おける通常運転時においても運転時における摺動部への
給油はオイルポンプだけでなく、吸入孔と油溜部(吐出
圧)との圧力差と絞り部により吸入冷媒に負荷に応じた
適量の油を混入させられる。吸入孔分岐部より手前にす
ることにより、2気筒の両シリンダ均等に供給され、こ
の油により特にベーン、ローラ間に適正な油膜を形成さ
せる。
場合は、冷媒ガスに混じった油は上部シリンダに吸入連
通孔壁面に出た油は重力で下部シリンダにゆき両シリン
ダのベーン、ローラ間に油膜を形成させる。
給油経路を通った油は吸入孔直前の絞り部により減圧さ
れる。この時溶け込んでいた冷媒が蒸発しオイルを冷却
するためオイルの温度が下がり冷却後速やかに吸入孔に
入るため吸入冷媒を過熱させることがない。これによ
り、効率を低下させることなく、摺動部、特にベーン、
ローラ間の信頼性を向上させたものである。
であり、図4はその横断面図である。
配され、電動機部に直結されたシャフト8は主軸受9と
副軸受11に支持されている。第1シリンダ10−1と
第2シリンダ10−2内にそれぞれ第1ローラ13−
1、第2ローラ13−2が配されシャフトの偏芯部に貫
入され、遊星運動を行なう。
1、第2貫通孔22−1、22−2に挿入された第1、
第2ベーン14−1、14−2は第1、第2ベーンバネ
15−1、15−2および背圧(吐出圧)により第1、
第2ローラ13−1、13−2に押し付けられた第1、
第2シリンダ10−1、10−2を第1、第2吸入室1
6−1、16−2と第1、第2吐出室17−1、17−
2に分割する。
運転時ではシリンダ全体がつかるレベルまで封入されて
いる。この冷凍機油20は従来冷媒R12、R22では
一般にナフテン系又はパラフィン系鉱油、アルキルベン
ゼン系合成油が用いられているが、HFC系の冷媒の場
合は冷媒での相溶性のあるエーテル系エステル系オイル
が封印される。通常運転状態においてはその相溶性のた
め密閉容器底部の冷凍機油にはかなりの量の冷媒が溶け
込んでいる。
があけられ、吸入管4を介しアキュームレータ(図示せ
ず)とつながっている。第1の吸入孔5は途中より分岐
部33し、仕切り板30にあけた吸入連通孔31、第2
のシリンダ10−2にあけた第2の吸入孔32より上部
圧縮機構へつながっている。
り部とは給油経路21によりつながっている。この給油
経路は第1シリンダ吸入孔に対し直角にあけられ前記分
岐部33より手前(上流)の位置に開口した穴24と絞
り部21をもったホルダー22とこのホルダーをかこみ
第1シリンダ10−1に取付られた給油管25からな
る。給油管25は密閉容器底部付近に開口してその先端
には絞り部の目づまりを保護する目的でフィルター26
がつけられている。絞り部をもったホルダー22の取付
部分の詳細を図2に示す。
の細管は1mm以下の径を持つ穴があいており絞り作用
を持たせている。この細管のかわりに直接ホルダーに細
い穴をあけることも可能である。穴24の端部にはネジ
が切られ、このネジ部で第1シリンダにホルダー22を
固着しこれにより高低圧のシールを行なう。この構造に
より簡単に取付られる。これにより、絞り部21を第1
の吸入孔5の近傍に配することができる。給油管25
は、ホルダーを下部につけた場合、ホルダー開口部自身
がかなり下方に位置するため省略してもよい。
ルダー25を取付けた例である。この構成による作用を
説明する。電動機2によりクランクシャフト8が駆動さ
れ第1、2ローラ13−1、13−2の遊星運動によ
り、吸入管4より第1シリンダの吸入孔5をへて第1吸
入室16−1へ第2シリンダへは仕切り板30にあいた
吸入連通孔31をへて第2の吸入孔32から第2吸入室
16−2へHFCなどの冷媒ガスが吸入され、第1、2
圧縮室17−1、17−2で圧力が上げられ吐出切欠1
9を経て吐出孔6より密閉容器1内へ吐出される。この
時、吸入室16と圧縮室17を仕切るベーン14はスプ
リング15とベーン背部にかかる圧力でローラ13の外
周に押しつけられ接点34で摺動しながら運動する。こ
の摺動点の潤滑油は主として吸入ガスに混入してきたオ
イルにより潤滑される。吸入管6に入ってくる吸入ガス
には冷媒ガスとともに冷媒サイクルを循環する。冷凍機
油がわずかながら含まれているが、この量のみでは特に
冷媒に摺動性が望めないHFCでは不十分である。
分と油溜り部20の高圧部との圧力差によりフィルター
26でゴミが除かれ給油管25、絞り部21の順で油が
第1の吸入孔5に供給される。油溜り部にある油は使用
される冷媒に対し、相溶性を考慮して選定されているの
で、かなりの量の冷媒が含まれている。この冷媒を含ん
だ油は油溜り部においては高温高圧であるが絞り部21
にて減圧される。この減圧時に冷媒は蒸発し、その気化
熱により、油が冷却され、吸入孔には温度の下がった油
が混入される。従来の油インジェクション機構の場合、
油溜り部にキャピラリチューブを配していたため減圧が
油溜り部に浸ったキャピラリーチューブで行なわれる。
このため、細管内のオイルが冷却されてもすぐに周囲の
油より受熱してしまい、殆ど周囲の高温オイルに近い温
度のオイルが吸入孔に混入し、吸入ガスの過熱の原因に
なり、圧縮機の効率低下につながっていた。
近接して配されているため、周囲からの受熱を受けるこ
となく、温度の下がったオイルが吸入孔に混入され、効
率低下を招くことがない。
クター効果で冷媒ガスと混じる。オイルの混じった冷媒
は分岐部33で分かれ、上部の圧縮要素には吸入連通孔
31、第2の吸入孔32を通り第2の吸入室16−2へ
と下部の圧縮要素へはそのまままっすぐに第1の吸入室
16に入り、ローラ13と共に圧縮室に移る。
4の間、摺動部34に入り、油膜を形成し、摩耗を防止
する。
は吐出ガスと一緒に吐出孔6より出される。吐出孔6よ
りでたオイルは、電動機2の切り欠き部を通る間にふる
い落とされ、その殆どが油溜り20に戻る。従って吐出
管9を出て冷凍サイクルを循環するオイルは少なく抑え
ることができる。冷凍サイクルを循環するオイルを少な
くすると、オイルによる熱交換器の熱交換阻害を生じな
いため冷凍サイクルとしての効率もより向上する。
るため、差圧が大きいほど多量のオイルが混入すること
になる。このことは、摺動部にとって苛酷な圧力差が大
きい時ほどより多い量の潤滑油が供給されることにな
る。信頼性が向上する。時程より多い量の潤滑油が供給
されることになる。信頼性が向上する。
厳しいHFC系の冷媒を圧縮ガスとした場合について説
明したが、従来のHCFC22においても同様な効果が
期待できる。
圧縮要素への油の分配原理が異なる。圧縮要素、吸入孔
の経路は、図1〜図4で述べた例と同じである。給油経
路21は2つの圧縮要素の間の仕切り板30にあげた吸
入経路31に開口する穴24とその他端のネジ部に挿入
された絞り部を持ったホルダー22と、このホルダーに
固着され油溜り部に伸びる細管23よりなる。油溜り部
と吸入連通孔との圧力差で細管23、絞り部21を通り
穴24まできた油は吸入連通孔31に入る。上部圧縮要
素と下部圧縮要素の吸入の位相は180°ずれているた
め、上部圧縮要素が吸入量の大きいクランク角の時間帯
では上方へのガス吸引力が大きいため吸入連通孔31へ
でたオイルは冷媒に混じり上部圧縮要素へ吸入される。
なく下部圧縮要素の吸入量が大きいクランク角の時間帯
では重力の作用も付加され吸入連通孔31に出たオイル
は落下し、第1の吸入孔5へ落ち、下部圧縮要素へと吸
込まれる。この原理により両圧縮要素へほぼ均等にオイ
ルが分配される。従って、本構成においても図1から図
4で説明したことと同様な信頼性の向上等の効果が期待
できる。
に電動機とこれによって駆動される2つの圧縮要素を仕
切り板を介して軸方向に配設し、前記各圧縮要素をシリ
ンダと180度対向の偏芯部を持つクランクシャフトに
より偏芯回転するローラと前記シリンダの溝に摺動自在
に挿入され、圧縮室と吸入室を仕切るベーンから構成
し、密閉容器外から冷媒を導入する第1の吸入孔を下部
の第1シリンダに設け前記第1の吸入孔から分岐し仕切
り板の吸入連通孔を介してつながる第2の吸入孔を第2
のシリンダに設け前記各圧縮要素の軸方向両端に、前記
クランクシャフトの主軸受及び副軸受と、設けて2気筒
ローリング・ピストン式回転圧縮機を構成し、前記密閉
容器内の底部の油溜め部と前記第1のシリンダの第1の
吸入孔とを分岐部より手前で給油経路により連絡した2
気筒回転式密閉型圧縮機で密閉容器内に電動機とこれに
よって駆動される2つの圧縮要素を仕切り板を介して軸
方向に配設し、前記各圧縮要素をシリンダと180度対
向の偏芯部を持つクランクシャフトにより偏芯回転する
ローラと前記シリンダの溝に摺動自在に挿入され、圧縮
室と吸入室を仕切るベーンから構成し、密閉容器外から
冷媒を導入する第1の吸入孔を下部の第1シリンダに設
け前記第1の吸入孔から分岐し仕切り板の吸入連通孔を
介してつながる第2の吸入孔を第2のシリンダに設け前
記各圧縮要素の軸方向両端に、前記クランクシャフトの
主軸受及び副軸受と、設けて2気筒ローリング・ピスト
ン式回転圧縮機を構成し、前記密閉容器内の底部の油溜
め部と前記仕切り板の吸入連通孔とを給油経路により連
絡した2気筒回転式密閉型圧縮機であって上下の圧縮機
構にオイルを均等に供給でき特に冷媒としてHFCを使
用する摺動条件が厳しい場合においても冷却したオイル
をベーン、ローラ間の摺動部に供給でき負荷が高い時ほ
ど多量に供給できるため高い信頼性を有する。さらに供
給されるオイルが冷却されているため吸入ガスが過熱す
ることなく、また冷凍サイクルにも循環するオイル量が
少なく抑えられるため、効率の高い機器が実現できる等
の効果を有するものである。
って構成することにより吸入孔に近接して絞り部を配置
でき吸入ガスの過熱防止することができ簡単に取付けが
できる。
断面図
部拡大縦断面図
Claims (8)
- 【請求項1】密閉容器内に電動機とこれによって駆動さ
れる2つの圧縮要素を仕切り板を介して軸方向に配設
し、前記各圧縮要素をシリンダと180度対向の偏芯部
を持つクランクシャフトにより偏芯回転するローラと前
記シリンダの溝に摺動自在に挿入され、圧縮室と吸入室
を仕切るベーンから構成し、密閉容器外から冷媒を導入
する第1の吸入孔を下部の第1シリンダに設け前記第1
の吸入孔から分岐し仕切り板の吸入連通孔を介してつな
がる第2の吸入孔を第2のシリンダに設け前記各圧縮要
素の軸方向両端に、前記クランクシャフトの主軸受及び
副軸受と、設けて2気筒ローリング・ピストン式回転圧
縮機を構成し、前記密閉容器内の底部の油溜め部と前記
第1のシリンダの第1の吸入孔とを分岐部より手前で給
油経路により連絡した2気筒回転式密閉型圧縮機。 - 【請求項2】給油経路の吸入孔に近接して絞り部を設け
た請求項1記載の2気筒回転式密閉型圧縮機。 - 【請求項3】給油経路の絞り部をホルダーに設けた細孔
より構成し、前記ホルダーを第1シリンダの吸入孔に装
着した請求項1記載の2気筒回転式密閉型圧縮機。 - 【請求項4】給油経路の絞り部をホルダーに設けた細孔
により構成し、前記ホルダーを第1シリンダの吸入孔に
近接した副主軸受に装着した請求項2記載の2気筒回転
式密閉型圧縮機。 - 【請求項5】密閉容器内に電動機とこれによって駆動さ
れる2つの圧縮要素を仕切り板を介して軸方向に配設
し、前記各圧縮要素をシリンダと180度対向の偏芯部
を持つクランクシャフトにより偏芯回転するローラと前
記シリンダの溝に摺動自在に挿入され、圧縮室と吸入室
を仕切るベーンから構成し、密閉容器外から冷媒を導入
する第1の吸入孔を下部の第1シリンダに設け前記第1
の吸入孔から分岐し仕切り板の吸入連通孔を介してつな
がる第2の吸入孔を第2のシリンダに設け前記各圧縮要
素の軸方向両端に、前記クランクシャフトの主軸受及び
副軸受と、設けて2気筒ローリング・ピストン式回転圧
縮機を構成し、前記密閉容器内の底部の油溜め部と前記
仕切り板の吸入連通孔とを給油経路により連絡した2気
筒回転式密閉型圧縮機。 - 【請求項6】給油経路の吸入連通孔に近接して絞り部を
設けた請求項5記載の2気筒回転式密閉型圧縮機。 - 【請求項7】給油経路の絞り部をホルダーに設けた細孔
より構成し、前記ホルダーを仕切り板を介して吸入連通
孔に装着した請求項6記載の2気筒回転式密閉型圧縮
機。 - 【請求項8】冷媒をHFCとし、前記冷媒と相溶性を有
する冷凍機油を使用した請求項1〜7いずれか記載の2
気筒回転式密閉型圧縮機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32851293A JP3594981B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 2気筒回転式密閉型圧縮機 |
US08/361,031 US5518381A (en) | 1993-12-24 | 1994-12-21 | Closed rotary compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32851293A JP3594981B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 2気筒回転式密閉型圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07180685A true JPH07180685A (ja) | 1995-07-18 |
JP3594981B2 JP3594981B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=18211113
Family Applications (1)
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